[스틸코리아] 고려제강, 해저 유정·수소 저장·부유식 해상풍력용 소재 개발 추진

고려제강 연구소 조영서 책임연구원은 11월 5일 선릉 포스코센터에서 개최된 ‘2025 금속재료 GVC 컨퍼런스’에서 ‘에너지 산업 소재 기술 동향 및 향후 과제’에 대해 발표했다.

조영서 연구원에 따르면 고려제강은 현재 에너지 산업 소재로 ▲내 SCC 특성이 우수한 강선 ▲미래 경량화 소재에서 스틸/섬유 하이브리드 복합소재 ▲부유식 해상풍력 발전시스템용 무어링 로프(Mooring Rope) 등의 개발을 추진 중이다.

우선 ‘내SCC 특성이 우수한 강선’은 해저 유정으로부터 굴착된 석유 및 가스를 이동시키는 강관인 플렉시블 파이프(Flexible Pipe)의 보강재로 쓰이는 재료이다.

최근 해양 유정 환경의 변화로 인해 설치비용이 감소하고, 내부식성이 향상되며 상대적으로 거친 환경에서 적용 가능한 플렉시블 파이프 수요가 증가하면서 ‘내SCC 특성이 우수한 강선’ 수요도 증가하고 있다.

고려제강은 신규 강종 합금 설계 및 선재 제조를 위해 열처리 및 가공성 평가를 진행 중이며, 향후 CO2-SCC 저항성 및 분석 방법 연구할 예정(3~6개월 소요)이다.

두 번째로 ‘스틸/섬유 하이브리드 복합소재’는 주로 고압수소정장 용기용으로 활용될 예정이다. 현재 수소산업 관련 시장은 지속적 성장이 예상되며, 수소 사회 활성화를 위해 수소 가격 경쟁력 구축이 필요하다. 특히, 수소 운송비 절감을 위해 수소저장용기의 경량화 및 경제성 확보가 시급한 상황이다.

현재 개발 중인 스틸+섬유(CF) 복합소재는 기존 스틸 소재 대비 가격 35%, 중량 49% 감소가 가능하다. 게다가 탄소섬유만을 사용한 용기는 전단강도가 매우 낮아 교통사고 시 위험하지만 스틸과 복합화 시 전단강도 향상으로 보완이 가능하고, 충격강도 및 굽힘강도 증가 효과로 안전성도 향상된다.

고려제강이 개발 중(’24.09~’27.12)인 제품은 최대충전압력 450bar, 용기내용적 1,500L, 강선 적용비율 50WT%의 제품으로 핵심개발기술은 ▲스틸/탄소섬유 하이브리드 시 갈바닉 부식 방지 기술 ▲탄소섬유의 강도에 근접하는 강선 고강도화 기술 ▲스틸과 수지의 영구 접착력 유지 기술 ▲스틸과 수지 계면의 영구 발청 기술 등이다.

개발기술은 ▲수소충전소 수소 공급용 대형 수소트레일러 ▲도서지역 도어 투 도어 수소 공급용 소형 수소트레일러 ▲스틸 기반 복합재 기술 개발을 통한 타 산업 확대 적용 – 미래 모빌리티, UAM, 항공용 부품 등에 활용될 예정이다.

마지막으로는 기존 대비 30% 경량화, 내식성 2배 향상, 수명 2배 연장 된 ‘부유식 해상풍력발전시스템용 무어링 로프(Mooring Rope)’를 개발할 계획이다.

현재 주요국들은 정부 주도로 해상풍력 프로젝트 개발 및 공급망에 대한 정부 정책을 수립 중이며, 국내는 재생에너지 3020 이행계획을 발표하고, 2030년 풍력 신규설치 16.5GW를 목표로 한다.

부유식 해상풍력 플랫폼 4종류 중 인장각형 부유식 해상풍력 시스템의 기술성숙도(TRL)가 낮으며, 국내 독자 모델을 조속히 개발하여 산업체 및 학계 등의 해외 기술 격차 축소가 필요하다.

세계적인 부유식 해상풍력 시장 확대에 따라 앵커 및 무어링 로프 개발이 필요하며, 개발 방향은 기존 무어링 시스템 대비 30% 이상 경량화를 위한 선재 고강도화 및 설치/운영비 감소를 위한 Steel-섬유 복합재화 기술, 내식성 및 피로수명 2배 이상 기술 확보가 필요하다.

조영서 연구원은 향후 과제에 대해 “우선 미래 산업에 요구되는 특성을 갖춘 강선 개발이 필요하다. 그리고 미래 모빌리티 및 에너지 분야에 활용될 수 있도록 ▲스틸과 탄소섬유 간 갈바닉 부식 억제 기술 ▲스틸과 수지와의 사용 기간 내 우수한 접착력 유지 기술 ▲사용기간 내 발청 방지를 위한 스틸의 우수한 내식성 확보 등의 강선 특성 개발이 필요하다”고 설명했다.